金屬微觀分析的方法都有哪些？

金屬材料可以說是材料界最早被研究的一類材料，做為材料界元老級的“人物”，一代又一代的科研人員對其逐漸積累了豐富的研究以及測試方法。本期干貨小編特意對金屬材料的微觀分析方法做了以下總結(jié)：

1、金相顯微鏡

在現(xiàn)代化檢測日益發(fā)達(dá)的今天，在期刊中用金相顯微鏡對金屬做微觀分析已不多見。但是，在對金屬材料做初步評測的時(shí)候金相顯微鏡還能為我們盡一點(diǎn)綿薄之力。

本文制備的是鋁基碳化硼復(fù)合材料，作者通過金相顯微鏡的觀察，來說明不同體積分?jǐn)?shù)的碳化硼顆粒在6061鋁基體中的分布比較均勻，無明顯團(tuán)聚，并以此說明了該復(fù)合材料的均勻性。

a)6061鋁合金顯微金相，

b)Al-10Vol.%B4C鋁合金顯微金相

c)Al-20Vol.%B4C鋁合金顯微金相

d)Al-30Vol.%B4C鋁合金顯微金相

e)Al-40Vol.%B4C鋁合金顯微金相

f)Al-50Vol.%B4C鋁合金顯微金相

2、掃描電子顯微鏡(SEM)

這應(yīng)該是一款各大高校實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)配吧(嘿嘿)，其放大倍數(shù)直接秒殺金相顯微鏡，并且其能譜分析(EDS)更是讓該分析方法如虎添翼。下面咱們就一起去欣賞一下掃描電子顯微鏡在金屬微觀分析中的魔力吧。

本文采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備成功了鎳基石墨烯復(fù)合材料。通過掃描電鏡圖片可觀察到基體晶粒尺寸較小，在燒結(jié)過程中并無明顯長大，納米石墨烯片(GNP)在鎳基體內(nèi)沿著晶粒邊界分布等顯微形貌，圖f)中能譜分析來了一個(gè)助攻通過碳元素分布從側(cè)面證明SEM圖中沿鎳基體分布的黑色物體為石墨烯片。

a)未經(jīng)球磨燒結(jié)成型的鎳SEM圖像，

b)經(jīng)球磨燒結(jié)成型的鎳SEM圖像，

c)Ni-1Vol.% GNP SEM圖像，

d)Ni-2.5Vol.%GNP SEM圖像，

e)Ni-5Vol.%GNP SEM圖像，

f)Ni-2.5Vol.%GNP SEM圖像以及相應(yīng)的能譜圖，紅色圓圈內(nèi)為石墨烯片

3、透射電鏡(TEM)

首先要說的是透射電鏡對測試樣品的要求極為嚴(yán)格(樣品可觀察區(qū)域的厚度只有100-200nm左右)，透射電鏡的分辨率可以達(dá)到原子級別!因此，采用透射電鏡來分析納米尺度的顯微組織就再合適不過了!下面通過下文來看看透射電鏡對金屬材料的典型分析。

本文利用透射電鏡對鎳基碳化硅復(fù)合材料進(jìn)行了分析，通過透射電鏡驚人的分辨率，觀測到了碳化硅顆粒的加入在基體中引入的位錯(cuò)和試樣中亞晶粒的存在。

4、納米壓痕儀

簡短地說，納米壓痕儀可以使壓痕深度達(dá)到納米級別，根據(jù)壓頭在壓入過程中的力與位移曲線，硬度與位移曲線等關(guān)系來分析材料的微觀力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒譃槎ㄗ畲髩喝胼d荷和定壓入深度(用的不多)。

本文中，實(shí)驗(yàn)采用了定最大壓入載荷模式，即當(dāng)達(dá)到最大壓入載荷時(shí)比較各試樣的壓頭的位移。通過分析各試樣壓頭壓入距離與載荷的關(guān)系提出：彈性模量的增加與硬度以及致密度的增加有著一定的關(guān)系。

5、EBSD分析

EBSD是測試晶粒位向的一種測試方法。在微觀分析中晶粒的位向不同其力學(xué)性能也會受到不同程度的影響。下面以納米壓痕儀與EBSD分析的聯(lián)合分析為例。

首先本文分析的問題是在ZrB2中晶粒位向的不同對單個(gè)晶粒的力學(xué)性能有何影響。在此背景下，納米壓痕儀作為EBSD分析的得力助攻，EBSD分析終可以“連續(xù)得分”。